(57)【要約】【課題】  ディスプレイ素子で形成された映像を時間順次的にシフトさせることによって、一つのプロジェクタにより３次元映像を具現できる投射型の３次元映像ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  光源と、光源から出射された光を利用して映像を形成する一つのディスプレイ素子と、映像を時間順次的にシフトさせる映像シフト部材と、映像を拡大投射させる投射レンズユニットと、映像とシフトされた映像とを、左眼映像と右眼映像とに分離させる映像分離部を有するスクリーンと、を備えることを特徴とする投射型の３次元映像ディスプレイ装置である。これにより、投射型の３次元映像ディスプレイ装置は、映像シフト部材を備える。【選択図】      図２Ａ
2006189837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を利用して映像を形成する一つのディスプレイ素子と、
前記映像を時間順次的にシフトさせる映像シフト部材と、
前記映像を拡大投射させる投射レンズユニットと、
前記映像とシフトされた映像とを、左眼映像と右眼映像とに分離させる映像分離部を有するスクリーンと、を備えることを特徴とする投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記映像分離部は、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズまたはパララックスバリアであることを特徴とする請求項１に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記映像分離部は、液晶バリアを備えて２次元映像及び３次元映像を選択的に転換できることを特徴とする請求項１に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ディスプレイ素子は、ＬＣＤ、ＦＬＣＤまたは可動ミラー装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか一項に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記映像シフト部材は、回動自在のミラーから構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか一項に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記映像シフト部材は、前記ディスプレイ素子の映像信号と同じ周波数で動作することを特徴とする請求項５に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記ディスプレイ素子と映像シフト部材との間に入射光の偏光方向を選択的に変換させる偏光変換スイッチが備えられ、前記映像シフト部材は、前記偏光変換スイッチを通過した光の偏光方向によって屈折率が変わって光を透過させるか、または屈折させる複屈折素子を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか一項に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記偏光変換スイッチは、液晶偏光変換器であることを特徴とする請求項７に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記偏光変換スイッチは、前記ディスプレイ素子の映像信号に同期されてオンオフ作動することを特徴とする請求項７に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記複屈折素子は、方解石またはネマチック液晶から構成されたことを特徴とする請求項７に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記映像シフト部材は、前記複屈折素子に接合されたプリズムをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記複屈折素子及びプリズムがアレイ状に配列されたことを特徴とする請求項１１に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記ディスプレイ素子は、映像の視点数に依存するフィルファクタを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか一項に記載の投射型の映像ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイ素子は、フィルファクタが０.５であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち何れか一項に記載の投射型の３次元映像ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型の３次元映像ディスプレイ装置に係り、より詳細には、一つのプロジェクタを利用して３次元映像を具現して小型化し、３次元映像の解像度を向上させた投射型の３次元映像ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、３次元映像は、人間の両眼を通じたステレオ視覚の原理によって表れるが、二つの目が約６５ｍｍ離れて存在するために現れる両眼視差が立体感の最も重要な要因であると言える。３次元映像ディスプレイには、眼鏡を利用したディスプレイと、無眼鏡方式のディスプレイとがあり、無眼鏡方式のディスプレイは、眼鏡を使用せずに左右映像を分離して３次元映像を得る。無眼鏡方式には、例えば、パララックスバリア方式とレンチキュラー方式とがある。
【０００３】
パララックスバリア方式は、左右両眼がそれぞれ見るべき画像を交互に縦パターン状に印刷または写真として焼き付けて、これを非常に細い縦格子列、すなわち、バリアを利用して見る。このようにすることで、左眼に入る縦パターン画像と右眼に入る縦パターン画像とがバリアによって配分されて、左眼と右眼とにそれぞれ異なる視点の画像が見られることにより、３次元映像として見られる。
【０００４】
投射型の映像ディスプレイ装置は、ディスプレイ素子で形成された映像を投射レンズユニットを介して拡大してスクリーンに投射し、スクリーンに備えられた左眼−右眼映像の分離部により３次元映像を具現する。図１Ａは、従来の投射型の映像ディスプレイ装置を概略的に示す図である。投射型の映像ディスプレイ装置は、第１プロジェクタ１０及び第２プロジェクタ２０を備え、第１プロジェクタ１０から出た第１映像をスクリーンＳを介して右眼ＲＥに、第２プロジェクタ２０から出た第２映像をスクリーンＳを介して左眼ＬＥに分離して送ることにより３次元映像を形成する。
【０００５】
前記スクリーンＳは、プロジェクタから出た映像を左眼と右眼とに分離するために、パララックスバリア２５を備える。パララックスバリア２５は、図１Ａに示すように、スリット２６とバリア２７とが交互に配列されて形成され、スリット２６を介して第１プロジェクタ１０及び第２プロジェクタ２０から出た映像が左眼映像と右眼映像とに分離されて、３次元映像が形成される。
【０００６】
ところが、このような方式によれば、スリット２６を介して映像が形成される一方、バリア２７を介しては映像が遮断されるため、図１Ｂに示すように、左眼映像Ｌは、スリット２６を介して、例えば、偶数目のラインのみに形成される一方、奇数目のラインには、バリア２７により遮断されてブラックラインＫが形成される。また、右眼映像Ｒは、例えば、スリット２６を介して奇数目のラインのみに形成される一方、偶数目のラインには、映像がバリア２７により遮断されてブラックラインＫが形成される。
【０００７】
したがって、全体的にディスプレイの解像度が低下し、３次元映像の輝度が低下するという問題点がある。また、左眼映像及び右眼映像を形成するために２個のプロジェクタを使用するため、体積が大きくなって小型化に対する消費者の要求事項を満足させることができない。
【特許文献１】日本特開平１０−２２１７９５号公報
【特許文献２】日本特開平９−２８１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、３次元映像の解像度を向上させ、一つのプロジェクタを使用して３次元映像を具現させるために、小型化された投射型の３次元映像ディスプレイ装置を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置は、光源と、前記光源から出射された光を利用して映像を形成する一つのディスプレイ素子と、前記映像を時間順次的にシフトさせる映像シフト部材と、前記映像を拡大投射させる投射レンズユニットと、前記映像とシフトされた映像とを、左眼映像と右眼映像とに分離させる映像分離部を有するスクリーンとを備えることを特徴とする。
【００１０】
前記映像分離部は、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズまたはパララックスバリアであることを特徴とする。
【００１１】
前記映像分離部は、液晶バリアを備えて２次元映像及び３次元映像を選択的に転換できることを特徴とする。
【００１２】
前記ディスプレイ素子は、ＬＣＤ、ＦＬＣＤまたは可動ミラー装置であることを特徴とする。
【００１３】
前記映像シフト部材は、回動自在のミラーから構成されたことを特徴とする。前記映像シフト部材は、前記ディスプレイ素子の映像信号と同じ周波数で動作することを特徴とする。
【００１４】
前記ディスプレイ素子と映像シフト部材との間に入射光の偏光方向を選択的に変換させる偏光変換スイッチが備えられ、前記映像シフト部材は、前記偏光変換スイッチを通過した光の偏光方向によって屈折率が変わって光を透過させるか、または屈折させる複屈折素子を備えることを特徴とする。
【００１５】
前記偏光変換スイッチは、液晶偏光変換器であることを特徴とする。前記偏光変換スイッチは、前記ディスプレイ素子の映像信号に同期されてオンオフ作動されることを特徴とする。
【００１６】
前記複屈折素子は、方解石またはネマチック液晶から構成されたことを特徴とする。
【００１７】
前記ディスプレイ素子は、映像の視点数に依存するフィルファクタを有することを特徴とする。前記ディスプレイ素子は、フィルファクタが０.５であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置は、映像シフト部材を備えて、ディスプレイ素子で形成された映像を時間順次的にシフトさせることにより、一つのプロジェクタにより３次元映像を具現できる。それにより、投射型の３次元映像ディスプレイ装置の体積を小型化でき、製造コストも低減できる。また、ディスプレイ素子のフィルファクタを０.５とすることによって、３次元映像のディスプレイ時にも解像度を低下させない。
さらに、映像分離器として液晶バリアを備えて、２次元映像及び３次元映像を視聴者が所望する通りに変え、３次元映像をスクリーンに拡大投射することによって、大型の３次元映像を具現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
【００２０】
本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置は、一つのプロジェクタを利用して左眼映像及び右眼映像を時間順次的にディスプレイすることにより立体映像を具現する。
【００２１】
本発明の第１実施形態に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置は、図２Ａに示すように、光源１００と、この光源１００から出射された光をカラー別に分離させるカラーフィルタ１０５と、入射光を入力された信号によって処理してカラー映像を形成するディスプレイ素子１１０と、前記カラー映像をシフトさせるための映像シフト部材１１５と、前記カラー映像をスクリーンＳに拡大投射させる投射レンズユニット１１７とを備える。
【００２２】
光源１００は、光を生成するランプ１０１と、このランプ１０１から出射された光を反射させて、その進行経路を案内する反射鏡１０２とを備える。反射鏡１０２は、ランプ１０１の位置を一焦点とし、光が集束される地点を他の焦点とする楕円鏡であり得る。または、ランプ１０１の位置を一焦点とし、このランプ１０１から出射され、反射鏡１０２で反射された光を平行光にする放物鏡であり得る。
【００２３】
カラーフィルタ１０５とディスプレイ素子１１０との間の光路上には、カラーフィルタ１０５を通過した光をディスプレイ素子１１０に平行に入射させる第１リレーレンズ１０８が備えられる。また、カラーフィルタ１０５と第１リレーレンズ１０８との間にアパーチャ１０７が備えられて、光源１００から出射された光の断面を整形する。
【００２４】
ディスプレイ素子１１０で反射された光を、映像シフト部材１１５に向って所定角度で集束させる第２リレーレンズ１１２が備えられる。
【００２５】
ディスプレイ素子１１０で反射された光の軸と、映像シフト部材１１５から投射レンズユニット１１７に向う光の軸とが相異なる平面に位置して、光を干渉しない。ディスプレイ素子１１０は、ＬＣＤ（液晶表示）、ＦＬＣＤ（フェロ液晶表示）または可動ミラー装置でありうる。ＬＣＤは、画素単位で薄膜トランジスタ及び電極が形成されて、液晶に電界を加える方式で映像を表示する。可動ミラー装置は、複数のマイクロミラーが２次元的に配列され、マイクロミラーごとに独立的に回転自在になっている。マイクロミラーの回転方向により入射ビームが投射レンズユニット方向に向って進むか、または投射レンズユニット側から外れて進んで、結局、マイクロミラーが画素単位でオンオフされることによって映像が具現される。
【００２６】
本発明の第１実施形態に係る映像ディスプレイ装置では、図２Ｂに示すように、映像シフト部材１１５が光軸に対して所定角度で傾くように回転自在になったミラーであり得る。符号１１７（説明せず）は、映像シフト部材１１５を回転させるためのアクチュエータを示す。映像シフト部材１１５の回転によって入射光の反射角度が変わる。すなわち、映像シフト部材１１５が第１位置ｐ１にある時、入射光Ｌｉが映像シフト部材１１５に入射されてＬｏ１方向に出射され、映像シフト部材１１５が回転されて第２位置ｐ２にある時、入射光Ｌｉが映像シフト部材１１５に入射されてＬｏ２方向に出射される。このように、映像シフト部材１１５の回転運動によってディスプレイ素子１１０で形成された映像が他の方向、すなわち、他の角度で出射される。
【００２７】
前記スクリーンユニットＳは、スクリーン１２０と、投射レンズユニット１１７を介して拡大投射された映像を左眼映像と右眼映像とに分離して、３次元映像を形成する映像分離部１２２とを備える。映像分離部１２２は、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズまたはパララックスバリアでありうる。または、映像分離部は、２次元映像及び３次元映像をスイッチングできる液晶バリアでありうる。
【００２８】
図３Ａは、映像分離部としてレンチキュラーレンズ１２３が備えられた例を示す図である。レンチキュラーレンズ１２３は、相異なる角度で入射された光をそれぞれ異なる焦点に結ばせることにより、スクリーンユニットＳに入射された映像を左眼映像と右眼映像とに分離する。図３Ｂは、映像分離部としてパララックスバリア１２４が備えられた例を示す図である。パララックスバリア１２４は、スリット１２４ａとバリア１２４ｂとが交互に配列されて形成され、相異なる角度で入射された光をスリット１２４ａ及びバリア１２４ｂを介して相異なる位置に結ばせることにより、映像を左眼映像と右眼映像とに分離する。
【００２９】
レンチキュラーレンズ１２３、パララックスバリア１２４またはフライアイレンズは、投射レンズユニット１１７を介して入射された映像を左眼映像と右眼映像とに分離して、それぞれ左眼と右眼とに集束させることによって３次元映像を形成する。このような映像分離部は、３次元映像のみを具現し、２次元映像に転換され得ない。
【００３０】
次いで、図４Ａに示す液晶バリア１２６からなる映像分離部は、３次元映像及び２次元映像を選択的にスイッチングできる。液晶バリア１２６は、液晶に結合された電極のオンオフ作動によってスリット１２６ａとバリア１２６ｂとを選択的に形成できる。また、液晶バリア１２６の電極を全体的にオフさせて、図４Ｂに示すように、液晶バリア全体をスリットにすることによって、投射された映像を左眼映像と右眼映像とに分離させずに、そのまま通過させうる。それによって、投射レンズユニット１１７を通過した映像が同じく左眼と右眼とに結ばれて、２次元映像が実現される。
【００３１】
一方、本発明では、ディスプレイ素子１１０のフィルファクタが０.５であることが好ましい。フィルファクタは、画素１１０ａの全体大きさに対する有効画素の大きさの比率を表す。有効画素の大きさとは、映像を形成するために実際に使用される大きさを表す。図５Ａは、フィルファクタが１.０である場合を、図５Ｂは、フィルファクタが０.５である場合を示す図である。この時、ディスプレイ素子に入力される映像は、フィルファクタが１.０である時と、０.５である時とに同じ信号が入力されるため、輝度は多少低下しうるが、解像度は低下しない。しかし、輝度の低下は、光源を補強して解消できる。ディスプレイ素子１１０の有効画素の配列は、パララックスバリアのスリット及びバリアの形状と同じ形状を有することが好ましい。
【００３２】
このように、本発明では、３次元映像の具現時に、ディスプレイ素子１１０のフィルファクタを調節して解像度の低下を防止し、映像シフト部材１１５を利用して一つのプロジェクタを利用して３次元映像を具現できる。
【００３３】
以下、本発明の第１実施形態に係る投射型３次元映像ディスプレイ装置の作動原理について説明する。
【００３４】
光源１００から出射された光が、カラーフィルタ１０５を介してカラー別に、例えば、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）が順次にディスプレイ素子１１０に入射される。ディスプレイ素子１１０では、入力された映像信号によって画素別に空間変調されて映像が形成される。この時、ディスプレイ素子１１０で形成された映像のフィルファクタは、前記の通りに０.５であり、これによってディスプレイ素子１１０では、図５Ｂに示すような映像が形成される。
【００３５】
ディスプレイ素子１１０で形成された映像は、映像シフト部材１１５を介して反射されて、投射レンズユニット１１７を介してスクリーンＳに拡大投射され、前記スクリーンＳを介して視聴者の目に伝えられる。この時、ディスプレイ素子１１０でフィルファクタが０.５である映像が前記スクリーンＳを介して伝えられて、第１映像が形成される。第１映像は、フィルファクタが０.５である映像がそのまま伝えられて形成されるため、解像度が低下しない。第１映像は、図６Ａに示すように形成され、第１映像は、例えば、右眼映像を形成できる。ここで、１／Ｔは、ディスプレイ素子の動作周波数を表す。
【００３６】
次いで、映像シフト部材１１５が回動されて、ディスプレイ素子１１０で形成された映像がシフトされてスクリーンＳに投射される。シフトされた第２映像は、図６Ｂに示すように形成される。映像シフト部材１１５は、ディスプレイ素子１１０の映像信号に同期されて動作することにより、ディスプレイ素子１１０の映像信号と同じ周波数で動作する。ディスプレイ素子１１０の映像信号処理周期をＴとする時、映像シフト部材１１５の回転周期もＴとなり、回転速度は、１／Ｔとなる。例えば、ディスプレイ素子１１０の映像信号処理速度が６０Ｈｚである時、映像シフト部材１１５が１／６０秒単位で動作する。すなわち、ディスプレイ素子１１０の一つの映像信号に対して映像シフト部材１１５が一回回動することによって、一つの映像信号に対して第１映像と第２映像とが順次に出て、１フレームの映像を構成する。前記第１映像が右眼映像ＲＥを形成するとする時、第２映像が左眼映像ＬＥを形成する。
【００３７】
図７は、第１映像と、第１映像がシフトされた第２映像とが順次に形成され、第１映像と第２映像とが合成されて１フレームの３次元映像を形成する過程を示す図である。
【００３８】
映像シフト部材１１５が回動しない時、ディスプレイ素子１１０で形成された映像が投射レンズユニット１１７を介してスクリーンＳに拡大投射され、映像分離部１２２により右眼に伝えられる。次いで、映像シフト部材１１５が所定角度で回動されて、ディスプレイ素子１１０で形成された映像がシフトされて第２映像を形成する。シフトされた第２映像は、投射レンズユニット１１７を介してスクリーンＳに拡大投射され、映像分離部１２２により左眼に伝えられる。このように、左眼映像と右眼映像とが分離されて形成されることによって３次元映像が形成される。
【００３９】
映像分離部１２２は、前記の通りに、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ、パララックスバリア、または液晶バリアでありうる。特に、映像分離部が液晶バリアから構成される場合には、液晶バリアに結合された電極をオンオフさせることによって２次元映像と３次元映像とを選択的に転換できる。
【００４０】
以下、本発明の第２実施形態に係る投射型の映像ディスプレイ装置について図８を参照して説明する。このディスプレイ装置は、映像を形成するディスプレイ素子２１０と、ディスプレイ素子２１０で形成された映像の偏光方向を選択的に変換するための偏光変換スイッチ２１５と、偏光方向によって屈折率が変わって入射された映像をシフトさせる映像シフト部材２２０とを備える。
【００４１】
ディスプレイ素子２１０は、偏光依存型であるＬＣＤまたはＦＬＣＤであり、透過型または反射型でありうる。偏光変換スイッチ２１５は、例えば、液晶偏光変換器として電源をピクセル別に選択的に印加して入射光の偏光方向を変換できる。
【００４２】
映像シフト部材２２０は、プリズム２２１と入射光の偏光方向によって屈折率が変わる複屈折素子２２２を備える。プリズム２２１及び複屈折素子２２２は、三角柱状であり、互いに接合されている。プリズム２２１及び複屈折素子２２２が複数備えられ、アレイ状に配列されうる。または、一つのプリズム及び一つの複屈折素子から構成されてもよい。
【００４３】
複屈折素子２２２は、入射光の偏光方向によって屈折率が変わる性質がある。すなわち、前記複屈折素子の結晶光軸と平行な偏光方向を有する正常光線は、複屈折素子の正常屈折率によってそのまま透過され、複屈折素子の結晶光軸に対して垂直の偏光方向を有する異常光線は、複屈折素子の異常屈折率によって屈折される。したがって、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光とが複屈折素子２２２を通過する時、相異なる角度で屈折される。前記複屈折素子は、例えば、方解石またはネマチック液晶から構成される。
【００４４】
プリズム２２１は、複屈折素子の正常屈折率と同じ屈折率を有し、正常光線、例えば、Ｐ偏光の光は、プリズム２２１と複屈折素子２２２との境界面で屈折されずに透過して過ぎ、異常光線、例えば、Ｓ偏光の光は、境界面で屈折される。
【００４５】
偏光変換スイッチ２１５と映像シフト部材２２０との相互作用により第１偏光の光による第１映像と、第２偏光の光による第２映像とが時間順次的に形成されて、相異なる角度で投射レンズユニット２２５を介してスクリーンユニットＳに入射される。前記スクリーンユニットＳは、前記のように、スクリーン２２７及び映像分離部２３０を備える。映像シフト部材２２０により相異なる角度で射された第１映像及び第２映像は、映像分離部２３０を介してそれぞれ右眼ＲＥ及び左眼ＬＥに入射されて立体映像を形成する。映像分離部２３０は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明したような構成を有するため、ここではその詳細な説明を省略する。特に、映像分離部２３０が液晶バリアから構成された場合には、２次元映像及び３次元映像を選択的にディスプレイできる。
【００４６】
以下、図８に示すディスプレイ装置の３次元映像の具現原理について説明する。
【００４７】
ディスプレイ素子２１０から出射された映像は、所定の第１偏光方向、例えば、Ｐ偏光方向に偏光変換スイッチ２１５に入射される。この時、偏光変換スイッチ２１５は、オフになって前記第１偏光方向を変換させずに、そのまま通過させる。前記第１偏光方向が複屈折素子２２２の結晶光軸と平行な偏光方向を有するとする時、第１偏光方向の光は、プリズム２２１及び複屈折素子２２２を透過する。例えば、Ｐ偏光の光は、複屈折素子を直線で透過し、Ｓ偏光の光は、屈折されて透過する。
【００４８】
屈折されずに複屈折素子２２２を通過した第１偏光の光による第１映像は、投射レンズユニット２２５を介してスクリーンユニットＳに拡大投射され、映像分離部２３０を介して、例えば、右眼ＲＥ映像を形成する。次いで、第１偏光方向を有する映像が偏光変換スイッチ２１５に入射される時、偏光変換スイッチ２１５がオンになって偏光方向を変換させる。偏光変換スイッチ２１５により第１偏光方向が第２偏光方向に変換された映像が複屈折素子２２２に入射される。第２偏光方向、例えば、Ｓ偏光を有する映像は、複屈折素子２２２の結晶光軸と垂直の偏光方向を有し、第１偏光の光と異なる方向に屈折される。したがって、同じ映像情報による映像が偏光方向によってシフトされる効果を表す。
【００４９】
複屈折素子２２２によりシフトされた第２偏光方向による第２映像は、投射レンズユニット２２５を介してスクリーンユニットＳに前記第１映像とは異なる角度で入射される。したがって、第２映像は、映像分離部２３０を介して左眼ＬＥ映像を形成する。
【００５０】
偏光変換スイッチ２１５は、ディスプレイ素子２１０の映像信号に同期されてオンオフ動作することによって、ディスプレイ素子２１０の映像信号と同じ周波数で動作する。例えば、ディスプレイ素子２１０の映像信号の処理速度が６０Ｈｚである時、偏光変換スイッチ２１５が１／６０秒単位でオンオフ動作する。すなわち、ディスプレイ素子２１０の一つの映像信号に対して、偏光変換スイッチ２１５が一回のオンオフ動作をすることにより、一つの映像信号に対して第１偏光方向による映像と、第２偏光方向による映像とを順次に出す。
【００５１】
偏光変換スイッチ２１５がオフである時、ディスプレイ素子２１０の映像信号による映像が、偏光方向の変化なしに複屈折素子２２２を透過して第１映像を形成する。そして、偏光変換スイッチ２１５がオンである時、ディスプレイ素子２１０の映像信号による映像が、偏光方向が変換されて複屈折素子２２２に入射され、複屈折素子２２２により屈折されて、第１映像に比べてシフトされた第２映像を形成する。
【００５２】
結果的に、前記第１偏光方向の右眼映像と第２偏光方向の左眼映像とが合成されて、１フレームの３次元映像を形成する。
【００５３】
本発明では、ディスプレイ素子が可動ミラー装置である場合には、第１実施形態で説明された回動自在のミラーを利用して映像をシフトさせ、ディスプレイ素子がＬＣＤやＦＬＣＤである場合には、第２実施形態で説明された偏光変換スイッチ及び複屈折素子を利用して映像をシフトさせることによって、一つのディスプレイ素子として３次元映像を具現する。
【００５４】
本発明に係る投射型の映像ディスプレイ装置は、映像シフト部材により一つの映像信号に対する映像をシフトさせて、複数視点の映像を提供できる。前記例では、２視点の映像を１セットとして、１フレームの映像を構成する例を説明したが、この他にも映像シフト部材の回転角度を調節して、１フレームの映像を３個以上の視点からなる映像から構成できる。そして、ディスプレイ素子は、視点数に依存するフィルファクタを有し、視点による映像を時間順次的にスクリーンに拡大投射する。ディスプレイ素子は、フィルファクタが視点数の逆数となることが好ましい。例えば、視点数が２である時には、ディスプレイ素子のフィルファクタは１／２であり、視点数が３である時には、フィルファクタが１／３であることが好ましい。そして、前記映像シフト部材が視点数によって所定角度ずつ回転されて映像をシフトさせる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、投射型の３次元映像ディスプレイ装置に関連した技術分野に好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】従来のパララックスバリア方式による投射型の３次元映像ディスプレイ装置を概略的に示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す３次元映像ディスプレイ装置により右眼映像及び左眼映像がディスプレイされた状態を示す図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置を示す構成図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す投射型の３次元映像ディスプレイ装置に備えられた映像シフト部材を示す図である。
【図３Ａ】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置のスクリーンに備えられる映像分離部の例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置のスクリーンに備えられる映像分離部の例を示す図である。
【図４Ａ】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置のスクリーンに備えられる映像分離部として液晶バリアが備えられた場合、液晶バリアの作動状態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置のスクリーンに備えられる映像分離部として液晶バリアが備えられた場合、液晶バリアの作動状態を示す図である。
【図５Ａ】ディスプレイ素子のフィルファクタが１.０である状態を示す図である。
【図５Ｂ】ディスプレイ素子のフィルファクタが０.５である状態を示す図である。
【図６Ａ】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置の映像シフト部材により映像がシフトされる前を示す図である。
【図６Ｂ】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置の映像シフト部材により映像がシフトされた後を示す図である。
【図７】本発明に係る投射型の３次元映像ディスプレイ装置により３次元映像がディスプレイされる過程を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る３次元映像ディスプレイ装置の概略的な構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  光源
１０１  ランプ
１０２  反射鏡
１０５  カラーフィルタ
１０７  アパーチャ
１０８  第１リレーレンズ
１１０  ディスプレイ素子
１１２  第２リレーレンズ
１１５  映像シフト部材
１１７  投射レンズユニット
Ｓ      スクリーン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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